Linux

Книга Ядро Linux в комментариях предоставляет уникальную информацию по внутреннему строению наиболее важной части ядра Linux. Linux — это полноценная, 32-разрядная, мультизадачная операционная система, которая за последние годы завоевала очень большую популярность у пользователей по всему миру. В книге приводятся наиболее детализированные и емкие комментарии кода ядра Linux, которые окажутся полезными для многих программистов и разработчиков.
Удобная для изучения организация книги позволяет без особого труда разобраться во всех хитросплетениях кода. Сопровождающий книгу CD-ROM существенно упрощает процесс изучения, поскольку содержит все необходимые исходные коды нескольких версий ядра Linux.

Комментарии кода ядра Linux

Часть II. Комментарии кода ядра Linux

Глава 1. Введение в Linux

Краткая история создания Linux и Unix

Соглашение GNU General Public License

Процесс разработки Linux

Глава 2. Первое знакомство с кодом

Характерные особенности исходного кода ядра Linux

Использование свойств, специфических для gcc

Идиомы кода ядра

Сокращенное применение #if и #ifdef

Пример кода

printk

Очереди ожидания

struct wait_queue

wait_event

__wait_event

__wake_up

Модули ядра

request_module

exec_modprobe

Конфигурирование и компиляция ядра

Конфигурирование ядра

Сборка ядра

Резервное копирование

Распространение изменений

Глава 3. Обзор архитектуры ядра

Цели проектирования

Ясность

Совместимость

Переносимость

Живучесть и безопасность

Быстродействие

Первый взгляд на архитектуру ядра

Более пристальный взгляд на архитектуру ядра

Так что же, ядро многослойное, модульное или какое?

Ядро Linux — в основном монолитное

Отношения между проектированием и реализацией

Структура каталогов исходного кода ядра

Documentation

arch

drivers

include

init

ipc

kernel

lib

net

scripts

Зависящий и независящий от архитектуры код

Глава 4. Инициализация системы

Загрузка ПК

Инициализация ядра Linux

start_kernel

BogoMIPS

calibrate_delay

Разбор параметров, передаваемых ядру

parse_options

checksetup

profile_setup

Init

init

Глава 5. Системные вызовы

Что такое системный вызов?

Прерывания, пространство пользователя и пространство ядра

Способы реализации системных вызовов

system_call

lcall7

Примеры системных вызовов

sys_ni_syscall

sys_time

sys_reboot

sys_sysinfo

Глава 6. Сигналы, прерывания и время

Краткое замечание о блокировках

Сигналы

Структуры данных

sigset_t

struct sigaction

siginfo_t

struct signal_queue

Сервисные функции

Платформенно независимые версии функций

sigaddset

sigdelset

sigismember

sigfindinword

sigmask

Платформенно зависимые версии функций

sigaddset

sigdelset

sigismember

sigmask

sigfindinword

Функции работы с наборами

_SIG_SET_BINOP

_SIG_SET_OP

sigemptyset

sigaddsetmask

siginitset

Отправка сигналов

sys_kill

kill_something_info

kill_pg_info

kill_proc_info

send_sig_info

force_sig_info

recalc_sigpending

ignored_signal

do_signal

dequeue_signal

notify_parent

handle_signal

Другие функции, связанные с обработкой сигналов

sys_sigpending

do_sigation

sys_rt_sigtimedwait

Различия кодов для сигналов реального и не реального времени

sys_sigprocmask

sys_rt_sigprocmask

Прерывания

IRQ

Нижние половины

Структуры данных

Действия и IRQ

init_IRQ

init_ISA_irqs

set_intr_gate

setup_x86_irq

request_irq

free_irq

probe_irq_on

probe_irq_off

Обработчики и нижние половины аппаратных прерываний

do_IRQ

handle_IRQ_event

do_bottom_half

run_bottom_halves

Время и таймер

do_timer

timer_bh

update_times

update_wall_time

calc_load

run_old_timers

Очереди таймера

Глава 7. Процессы и потоки

Планирование и временные кванты

Процессы реального времени

Приоритеты

Идентификаторы процессов (PID)

Подсчет ссылок

Возможности

Представление процессов в ядре

Состояния процессов

Происхождение процессов: fork и __clone

do_fork

Выделение PID

get_pid

Запуск новой программы

do_execve

prepare_binprm

search_binary_handler

Форматы исполняемых файлов

Пример: обработчик двоичных файлов Java

do_load_java

load_java

java_format

init_java_binfmt

Планирование: посмотрите, как они выполняются!

Функции и политики планирования

schedule

switch_to

Вычисление адекватности процесса

goodness

Приоритеты не реального времени

sys_setpriority

update_process_times

Приоритеты реального времени

setscheduler

Учет ограничений

Возможности

sys_capget

sys_capset

Идентификаторы пользователей и групп

Ограничения ресурсов

Все хорошее когда-то кончается — а теперь, как это делается

exit

do_exit

__exit_files

wait

sys_wait4

release

Глава 8. Память

Виртуальная память

Свопинг и страничный обмен

Адресное пространство

Модуль управления памятью

Каталоги страниц и таблицы страниц

Буфера хранения результатов преобразования

__flush_tlb

Сегменты

Компоновка процессов памяти

struct vm_area_struct

struct vm_operations_struct

struct mm_struct

Операции со структурами VMA

find_vma

find_vma_prev

Страничный обмен

Подробный обзор средств защиты страниц

Копирование при записи

Ситуация отсутствия страницы

do_page_fault

handle_mm_fault

pgd_offset

pmd_alloc

pte_alloc

handle_pte_fault

update_mmu_cache

do_wp_page

Вывод страниц на диск

try_to_swap_out

Устройства свопинга

get_swap_page

swap_free

sys_swapoff

sys_swapon

Отображение памяти с помощью mmap

do_mmap

merge_segments

do_munmap

unmap_fixup

Динамическая память пространства пользователя и пространства ядра

brk

sys_brk

vmalloc и vfree

vmalloc

get_vm_area

vfree

Дамп памяти

elf_core_dump

Глава 9. Межпроцессное взаимодействие по принципу System V

Очереди сообщений

Краткий обзор очереди сообщений

struct msg

struct msqid_ds

msgque

msg_init

real_msgsnd

real_msgrcv

sys_msgget

sys_msgctl

findkey

newque

freeque

Семафоры

struct sem

struct semid_ds

struct sem_queue

struct sembuf

struct sem_undo

sys_semop

sys_semctl

sem_exit

append_to_queue

prepend_to_queue

remove_from_queue

try_atomic_semop

update_queue

count_semncnt

count_semzcnt

Разделяемая память

struct shmid_ds

struct shmid_kernel

newseg

sys_shmget

killseg

sys_shmctl

insert_attach

remove_attach

sys_shmat

shm_open

shm_close

sys_shmdt

Глава 10. Симметричная мультипроцессорная обработка

Понятия и примитивы параллельного программирования

Атомарные операции

Проверка и установка

Семафоры

down

down_interruptible

down_trylock

DOWN_VAR

DOWN_HEAD

DOWN_TAIL

__down

__down_interruptible

__down_trylock

__up

__wake_up

Блокировка в цикле

spin_lock_string

spin_unlock_string

read_lock

read_unlock

write_lock

write_unlock

Усовершенствованные программируемые контроллеры прерываний и связь между процессорами

smp_send_reschedule

send_IPI_single

Как поддержка симметричной мультипроцессорной обработки влияет на архитектуру ядра

Влияние SMP на планирование

schedule

__schedule_tail

reschedule_idle

reschedule_idle_slow

release

smp_local_timer_interrupt

lock_kernel и unlock_kernel

lock_kernel

unlock_kernel

softirq_trylock

cli и sti

__global_cli

__global_sti

irq_enter и irq_exit

irq_enter

irq_exit

Глава 11. Настраиваемые параметры ядра

struct ctl_table

Поддержка /proc/sys

register_proc_table

unregister_proc_table

do_rw_proc

proc_dostring

proc_doutsstring

do_proc_dointvec

proc_dointvec_minmax

Системный вызов sysctl

do_sysctl

parse_table

do_sysctl_strategy

register_sysctl_table

unregister_sysctl_table

sysctl_string

sysctl_intvec

Приложение А. Linux 2.4

Приложение В. Общая лицензия GNU

Сопровождающий CD-ROM

Код ядра Linux

Оглавление

Об авторе
Благодарности
Введение

Как организована эта книга
Для кого предназначена эта книга
Как читать эту книгу

Часть I. Код ядра Linux

arch/i386/kernel/entry.S
arch/i386/kernel/init_task.c
arch/i386/kernel/irq.c
arch/i386/kernel/irq.h
arch/i386/kernel/process.c
arch/i386/kernel/signal.c
arch/i386/kernel/smp.c
arch/i386/kernel/time.c
arch/i386/kernel/traps.c
arch/i386/lib/delay.c
arch/i386/mm/fault.c
arch/i386/mm/init.c
fs/binfmt_elf.c
fs/binfmt_java.c
fs/exec.c
include/asm-generic/smplock.h
include/asm-i386/atomic.h
include/asm-i386/current.h
include/asm-i386/dma.h
include/asm-i386/elf.h
include/asm-i386/hardirq.h
include/asm-i386/page.h
include/asm-i386/pgtable.h
include/asm-i386/ptrace.h
include/asm-i386/semaphore.h
include/asm-i386/shmparam.h
include/asm-i386/sigcontext.h
include/asm-i386/siginfo.h
include/asm-i386/signal.h
include/asm-i386/smp.h
include/asm-i386/softirq.h
include/asm-i386/spinlock.h
include/asm-i386/system.h
include/asm-i386/uaccess.h
include/linux/binfmts.h
include/linux/capability.h
include/linux/elf.h
include/linux/elfcore.h
include/linux/interrupt.h
include/linux/kernel.h
include/linux/kernel_stat.h
include/linux/limits.h
include/linux/mm.h
include/linux/module.h
include/linux/msg.h
include/linux/personality.h
include/linux/reboot.h
include/linux/resource.h
include/linux/sched.h
include/linux/sem.h
include/linux/shm.h
include/linux/signal.h
include/linux/slab.h
include/linux/smp.h
include/linux/smp_lock.h
include/linux/swap.h
include/linux/swapctl.h
include/linux/sysctl.h
include/linux/tasks.h
include/linux/time.h
include/linux/timer.h
include/linux/times.h
include/linux/tqueue.h
include/linux/wait.h
init/main.c
init/version.c
ipc/msg.c
ipc/sem.c
ipc/shm.c
ipc/util.c
kernel/capability.c
kernel/dma.c
kernel/exec_domain.c
kernel/exit.c
kernel/fork.c
kernel/info.c
kernel/itimer.c
kernel/kmod.c
kernel/module.c
kernel/panic.c
kernel/printk.c
kernel/sched.c
kernel/signal.c
kernel/softirq.c
kernel/sys.c
kernel/sysctl.c
kernel/time.c
mm/memory.c
mm/mlock.c
mm/mmap.c
mm/mprotect.c
mm/mremap.c
mm/page_alloc.c
mm/page_io.c
mm/slab.c
mm/swap.c
mm/swap_state.c
mm/swapfile.c
mm/vmalloc.c
mm/vmscan.c